生产线上,一块价值不菲的太阳能电池板薄膜因为肉眼难以察觉的微小瑕疵被判不合格,工人们面面相觑,不知道问题出在哪里。

当技术员小王调出 工业相机控制频闪技术 拍摄的多角度图像时,薄膜表面那些几乎看不见的划痕和气泡一目了然,全场响起一阵惊叹。


01 多角度光源难题

在太阳能电池板生产车间里,一道特殊薄膜的检测工序总让质检主管头疼。这种薄膜能提升光电转换效率,但表面瑕疵会严重影响性能-1

传统的人工目视检测方式效率低下,精度不足,根本没法满足大规模生产需求。

机器视觉检测听起来是个解决方案,但实际操作中却遇到个大难题——这些薄膜表面反射率很高,单一光源配置难以捕捉到细微缺陷-1

如果设置多光源多角度照射,又面临空间和成本的双重压力。生产线空间本就紧张,硬件数量增加还意味着部署成本直线上升-1

这时候,工业相机控制频闪 方案登场了,它结合了线阵相机与多角度光源,通过一次扫描就能获得多种角度的光照效果-1

这个方案的原理颇有几分讲究:通过对机台编码器进行分倍频处理,以固定频率同时向光源控制器和相机发送信号-1

02 技术核心与同步挑战

相机端会根据架设的光源数量,对采集频率进行相应倍频处理。光源控制器则连接多条不同角度的光源,这些光源按照特定顺序依次点亮-1

关键是相机曝光时间的设置必须精确控制,不超过特定值,才能确保每个光源的点亮时间大于等于曝光时间-1

这一套流程下来,相机能够得到一幅以固定周期拍摄的图片,再对这张图片进行拆行处理,最终就能得到多张在同一光源环境下拍摄的图片-1

但这技术说起来容易做起来难,工业相机控制频闪 的实施过程中有个棘手的技术难点:如果机台的单信号行驶距离与横向精度不匹配,再加上每个光源的点亮时间与相机的曝光时间未能准确同步-1

那么最终拆分得到的图像可能会出现变形或错位的现象,直接影响缺陷识别的准确性-1

说白了,相机端采集频率和光源控制器信号延迟的精细调整成了决定成败的关键,一丁点儿的时间差都可能导致整个检测过程功亏一篑-1

03 解决之道与创新方案

面对这一挑战,行业内的解决方案不断创新。例如Basler的定制方案采用了高灵敏度线阵相机,配合图像采集卡和Visual Applets方案-1

这种方案可以在采集卡端直接完成图像拆分和重新组合,有效减轻了PC端的处理负担-1

更厉害的是,它搭配低延迟电源模块,直接通过卡端对相机以及多个外部光源进行信号控制和触发-1

这样做大大提高了光源响应的实时性,避免了由于硬件触发造成的点亮时间与曝光时间不匹配问题,从根本上规避了图像错位的风险-1

工业相机控制频闪 的另一种实现方式是通过可编程频闪控制器。这类控制器允许用户自定义完整的“流程”,每个流程包含多个“步骤”,每个步骤都可以有不同的输出通道、亮度、触发脉宽等参数-3

当START信号被发送到控制器时,它会按照预定流程执行每个步骤,这不仅提高了系统灵活性,还减少了因重新设置参数所需的响应时间-3

04 实际应用与效果验证

在实际应用中,这种技术已经取得了显著成效。比如在小型打印机的外观检测中,由于打印机包含200-300个不同零件,材质和反光程度各不相同,对光源的需求非常复杂多样-3

如果使用传统的触发模式,每次拍照都需要重新设置各个通道光源的亮度等级和脉宽,既增加了响应时间,又可能因为光源设置不准确而影响检测质量-3

通过可编程频闪控制器,可以预先设置一系列复杂的光源输出参数,检测过程中一次触发按流程切换-3

这样就无需在拍照过程中频繁调整光源设置,大大减少了响应时间,提高了检测精度和稳定性-3

工业相机控制频闪 技术的应用不仅限于电子制造业,还广泛运用于锂电领域涂布表面检测、圆柱形电池表面检测以及类似金属表面检测等更多检测领域-1

在提高检测精度与效率的同时,这种技术还能降低视觉检测系统的成本,让客户同时获得时间与成本效益-1

05 突破性的分时频闪控制器

市场上还出现了更加创新的分时频闪控制器,比如上海嘉励研发的产品,通过在线阵相机采集每一行图像时切换光源的种类或亮度,实现了一种创新的成像方式-5

在采集过程中,多种光源成像有序地间隔排列在图像中。采集完成后,对原始图像进行拆分重组,即可在一次扫描中获得多种光源效果图像-5

这类控制器的使用模式多样,可以与多种类型的光源配合使用,提高了系统的兼容性-5

通过与多种光源成像有序地间隔排列在图像中,可以获得最佳的成像效果,大幅提升检测效率-5

丹贝斯推出的高速频闪控制器则展现出更为强大的性能,基于可编程触发技术,实现超高速响应,触发时延低于500纳秒,适用于200KHz频率信号-7

在缺陷检测类型比较复杂的场合下,需要同时用到多光源不同脉宽来凸显检测特征,这种高速频闪控制器就能大显身手-7

06 关键技术深度解析

从技术层面看,工业相机控制频闪 的实现离不开几项核心技术。PWM调制技术通过高频开关控制LED电流,以脉冲宽度比例调节亮度,实现100纳秒级脉宽精细调控-8

这种技术的优势是功耗低、寿命长,能避免电压驱动带来的发热问题-8

超驱动技术则能在短时间内超过LED额定电流,提升亮度后迅速关闭,利用热积累特性实现高亮度输出且不损坏器件-8

在高速生产线中需要短曝光时间时,这种技术可以补偿光照强度,确保成像质量-8

同步触发机制同样至关重要,通过与工业相机曝光信号深度集成,确保频闪脉冲与相机快门同步,避免运动物体产生拖影-8

这些先进的技术方案不仅解决了传统检测中的难题,也为工业自动化领域带来了更多可能性。


如今工厂里的检测线上,一台配备了先进频闪控制系统的工业相机正高速运转,它一次扫描就能捕捉产品表面多个角度的光照图像。

车间大屏幕上,产品表面的微小划痕、凹凸不平和色差等瑕疵在多种光源角度的照射下无处遁形。生产线负责人看着实时数据,满意地点点头,这套系统让产品不良率下降了近七成。